KR100276824B1

KR100276824B1 - 공업용 오일 여과장치

Info

Publication number: KR100276824B1
Application number: KR1019980027323A
Authority: KR
Inventors: 황광현; 고규태; 류태경
Original assignee: 백문구; 주식회사엔이세이버
Priority date: 1998-07-07
Filing date: 1998-07-07
Publication date: 2001-02-01
Also published as: KR19980071961A

Abstract

이 발명은 면섬유 내조직 여과체를 포함시키므로 오일의 폐유화과정을 차단하는 오일 여과장치를 제안하려는 것으로 특히, 엔진오일의 자연 소모분만 보충하고 여과필터는 주기적으로 교환하며 윤활성을 초기상태로 계속 유지하여 폐유의 방출을 방지하는 여과장치를 제공하려는 것으로, 펌프(1)와 파이프라인을 통하여 오일을 제1용기(2)에서 제2용기(3)로 압송하는 오일 이송계(4)에 여과기(10)를 구비하는 것에 있어서, 오일여과기(10)는 오일의 유로를 따라 전실(11) 여과실(12) 및 수집실(13)로 구성하고, 전실(11)에 철분흡착용 자석(40)을 설치하고, 여과실(12)에 교체가능한 여과재(16)를 설치하며; 여과재(16)는 고흡수성수지(37)를 포함하고, 면섬유를 적층하여 주로 40㎛ 이상의 불순물 입자를 포착 여과하는 외조직여과체(70)를 조성함과 동시에 내강의 모세관 작용과 표리층(66, 67)의 관상망조직(70)을 통해 주로 0.1~40㎛의 미립자불순물을 흡인·포착·포지하여 여과하도록 면섬유의 내조직여과체(65)를 조성하며, 면섬유를 탈지하여 관상 망조직의 불순물 친화력 및 미립자 불순물의 포용력을 강화 하는 것을 특징으로하는 공업용 오일여과장치이다.

Description

공업용 오일 여과장치

이 발명은 면섬유 내조직 여과체를 포함시키므로 오일의 폐유화과정을 차단하는 오일 여과장치를 제안하려는 것으로 특히, 엔진오일의 자연 소모분만 보충하고 여과필터는 주기적으로 교환하며 윤활성을 초기상태로 계속 유지하여 폐유의 방출을 방지하는 공업용 오일 여과장치 (A Filtering System for Industry Oil)를 제공하려는 것이다.

종래의 기계설비의 순환 윤활계에 투입되는 오일은 여과기를 거의 사용하지 않고있어 오일내의 불순물이 누적어 불순물 농도가 짙어지면 폐유로서 폐기되는 것이고; 공업용 폐유는 연소시 다이옥신 등 유독가스와 매연을 방출하여 폐기처리 비용이 높아진다. 또한 펄프지 섬유필터를 사용하더라도 40㎛보다 큰 불순물을 제거할 수 있을뿐, 40㎛보다 작은 미세 분순물이나 수분이 오일내에 누적되어 역시 폐유화 과정을 방지할 수 없는 것이었다.

이 발명은 엔진오일내의 수분과 철분흡착을 시도한 실용신안등록출원 92-25213호 (실용신안공고 95-3470) 정영래씨의 고안 "내연기관의 오일정류장치"를 확대발전시킨 발명이다. 정영래씨는 엔진오일의 정류장치를 제안하면서 엔진오일 속에 포함되는 수분과 금속분말을 제거하고자 하였으나 오일내의 미세불순물 누적에 대해서 별다른 대책을 제시하지 못하므로 오일의 폐유화 과정을 개선하지 못하였던 것이다. 이 발명자들은 1993년 위 정영래씨 고안의 위와같은 문제점을 파악하고 성능개선에 주력하여 1996년 상반기 오일의 폐유화 과정을 방지하는 오일여과체의 제작에 성공하였다.

이 발명에 의해 얻어진 오일필터는 정영래씨의 목표를 뛰어넘어 "오일은 기계적으로 닳아 없어지지 않는다" 고 밝힌 미국 상무성 표준국 기술보고서(공시번호86)의 이상적인 목표에 부합하게 된 것으로 폐유를 방출함이 없이 자연소모분만을 보충하며, 윤활성의 개선으로 기계장치의 정숙성을 개선하는 효과를 가져온 것으로 자원절약 및 자연 환경보호에 긴요한 발명이라 하겠다.

이 발명의 효과를 미리 알아보기 위하여 이 발명 필터의 주 여과체 면섬유에 대해 조사해보자.

도4과같이 면섬유(65)를 현미경으로 확대해 보면, 측면은 편평하고 천연으로 꼬인 리본모양이고; 단면은 면섬유파일의 셀룰로오스 조직으로서 두 겹의 나선 표리층(66, 67)이 망상으로 교차되면서 가운데가 빈 원형의 내강(69)을 조성하고 있다. 셀룰로오스(C₆H₁₀O₅)는 펙틴질, 지방질, 단백질, 납질, 색소 등을 포함하며; 이들 포함 물질은 열처리 정련의 탈지 과정을 통해 제거할 수 있다. 표층(Primary Wall)(66)은 제1차세포막으로서 세포층 다발이 늘어선 티클(Cuticle)의 나선 기울기는 섬유축에 대하여 25~30°로 꼬여있다. 티클은 주로 펙틴(Pectin)질과 왁스(WAX)로서 외계 자외선을 차단하고, 액체와 고체를 포지하여 내강을 보호하며, 정련공정으로 섬유질 외의 물질을 제거할 수 있다. 이층(Secondary Wall)(67)은 제2차세포막으로서 세포층다발이 늘어선 피브릴(Fibril)의 나선 기울기는 섬유축에대해서 25~30°로 기울고 표층(66)과 반대방향으로 꼬여있다. 피브릴은 주로 지방질, 단백질로서 외계의 액체와 고체물을 차단하여 내강을 보호하며, 정련공정을 통해 제거할 수 있다. 이층(67)과 내강(69) 사이는 납질, 왁스 등으로 이루어진 박막층인 라멜라(Lamela)(68)로서 내강(69)을 둘러싸고 액체와 고체물을 차단하며 정련공정으로 제거할 수있다. 내강(67)은 속이 비어있는 루멘(Loomen)으로서 표층 이층 표리층(66, 67)에 의한 망상조직 내측의 관상 중공부를 이미한다. 내강(69)은 면섬유의 미숙기에는 발달하지 않으며 완숙기에 최대로 발달하여 표리층의 보호를 받는다. 그러나 표리층의 펙틴질, 지방질, 단백질, 납질 등을 제거하는 탈지 정련공정을 거치면 모세관을 조성하는 관상 망조직이 남게되며, 이 발명에서 이 내강(69)은 모세관 작용을 통해 표리층과 함께 액체형 물순물, 액체와 결합된 미립자 고체물순물을 흡인·포착·포지한다.

즉, 원면이 액체에 젖기 어려운 것은 티클, 피브릴과 라멜라가 함유한 물질들에서 비롯되며, 탈지면이 물과 액체유 등에 젖기 쉬운 것은 이들 물질을 탈지 정련을 통해 제거한 것이기 때문이다.

이 발명에 의하면 위와같은 면섬유 여과체는 두가지 여과기능을 기대할 수 있다. 그 하나는 면섬유파일을 망상으로 적층하여 조성되는 외조직여과체(70)이며; 다른 하나는 충분히 탈지하여 조성되는 표리층 관상망상조직으로서 내강에 통하는 내조직여과체(65)이다.

이 발명의 목적은 면섬유 여과체의 외조직여과체에 의한 불순물 제거와 내조직여과체에 의한 미세불순물 입자를 흡착하고 수분과 철분을 제거하므로써 공업용 오일의 초기 윤활성을 거의 그대로 보존하여 폐유의 방출을 방지하고 기계장치의 정숙성을 향상시킨 공업용 오일 여과장치를 제안함에 있다.

도1은 이 발명 여과장치의 단면도

도2는 캔타입 여과재의 평면도

도3은 이 발명 여과장치의 분해도

도4는 (가)는 면섬유외조직여과체 확대도, (나)는 내조직여과체 확대도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:펌프 2:제1용기

3:제2용기 4:이송계

5:밸브 6:침전,가열조

10:오일여과기 10:여과기

11:전실 12:여과실

13:수집실 14:주입관

20:여과재 17:주출관

21,22:패킹 23:입구

24:출구 30:지지체

32,32':스크류 34:덮개

35:굵은면사 36:가는면사

37:고흡수성수지 38:탈지면

39:가는면사 40:자석

65:내조직여과체 70:외조직여과체

이 발명을 첨부도면에 따라서 상세하게 설명하면 다음과 같다.

펌프(1)와 파이프라인을 통하여 오일을 제1용기(2)에서 제2용기(3)로 압송하는 오일 이송계(4)를 구성하고, 오일이송계(4)에 유량조절밸브(5)와 침전,가열조(6) 및 오일 여과기(10)를 설치하며,

오일여과기(10)는 전실(11) 여과실(12) 및 수집실(13)로 구성하며, 오일은 이송계(4)로부터 주입관(14)을 통해 투시창(11')으로 투시되는 전실(11)에 도입되고 여과실(12)내의 캔타입 여과재(20)를 거치면서 여과된후 투시창(13')으로 투시되는 수집실(13)에 모아져 주출관(17)을 통해 오일이송계(4)에 복귀되는 것이다.

상기 전실(11)과 수집실(13)은 캔의 양단에 패킹(21,22)으로 접속되어 오일이 캔의 입구(23)를 통해 여과체에 입사되고 출구(24)를 통해 수집실(13)에 수집되며, 상기 여과기(10) 상부에 지지체(30)를 연장하고 스크류(32,32')로 결합되는 덮개(34)를 설치하여 전실(11)을 캔위에 가압하므로 전실(11) 및 수집실(13)과 캔사이에서 누유되지 않게하고, 캔을 교체 할 때 덮개(34)를 분리시켜 전실(11)과 캔을 여과기(10)에서 들어낼 수 있게하는 것이다.

상기 여과재(20)는 위로부터 굵은면사(35), 가는면사(36), 고흡수성수지(37), 탈지면(38), 가는면사(39)를 오일이 순차 통과하도록 캔 내에 충진하고 전실에 자석(40)을 설치하여 철분을 흡착하도록 하는 것이며, 상기 여과재(1)는 면섬유를 적층하여 촘촘하게 얽힌 입체여과망을 통해 주로 40㎛ 이상의 상대적으로 큰 불순물 입자를 포착 여과하는 외조직여과체(70)를 조성함과 동시에 내강의 모세관 작용과 표리층(66, 67)의 관상망조직(70)을 통해 주로 0.1~40㎛의 미립자불순물을 흡인·포착·포지하여 여과하도록 면섬유에 의한 내조직여과체(65)를 조성하며, 면섬유를 탈지하여 관상 망조직의 불순물 친화력 및 미립자 불순물의 포용력을 강화 하는 것이다. 미설명부호 30'는 개방부, 31은 덮개의 가압부, 34:공구 삽입고리이다.

이 발명의 작용효과를 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

표1에 사용된 여과장치의 주요 규격은 아래와 같다.

항목 규격

캔의 규격 원통형 (직경 72mm × 길이 80mm)

충진비체적 탈지면섬유 4 : 고흡습성수지 1

충진밀도 300g/cm²

오일유입구멍 직경 20mm 1개, 직경 3mm 6개

오일유출구멍 직경 20mm 1개, 직경 3mm 6개

여과제뭉치의 수명 2000cc엔진의 경우 5000km주행

여과통의 크기 캔타입 여과재를 수용하는 적정한크기

자석 2000가우스 페라이트자석 2개

펌프(1)에서 발생하는 유압은 이송계(4)를 통해 오일을 제1용기(2)에서 침전,가열조(6) 및 여과기(10)를 거쳐 제2용기(3)로 압송하는 과정에서 오일을 여과하는 것이며 오일의 유량은 밸브(5)를 통해 조절되고, 전실(11)과 수집실(13)에 설치한 창(11',13')을 통해 여과 전,후의 오일의 상태를 눈으로 볼 수 있다.

오일은 여과되기 전에 침전,가열조(6)를 통과하면서 적정한 온도로 가열되고, 가열된 오일은 점도가 낮아지고 활성화되어 입자분순물이 침전되며 여과에 적합한 상태로 되는 것이다.

일정한 온도가 주어진 오일은 주입관(14)을 통해 전실(11)에 도입된후 자석(40)에 철분이 흡착된후 입구(23)를 통해 캔 내부의 면섬유 여과재(20)에 입사되고, 여과재(20)에 입사되는 오일은 굵은면사(35), 가는면사(36), 고흡수성수지(37), 탈지면(38), 가는면사(39)의 5단계를 차례로 통과하면서 오일속에 포함된 수분과 분순물이 제거되는 것이다. 즉, 대체로 40㎛ 이상의 불순물입자가 면사(35,36,39) 및 탈지면(38)의 적층으로 조성되는 외조직여과체(70)에서 여과되고; 대체로 40㎛ 이하의 미세 불순물은 면섬유를 충분히 탈지하여 활성화시켜 조성되는 내조직여과체(65)를 통해 면섬유의 내강에 흡인되어 여과되며; 오일 속에 함유한 수분은 고흡수성수지(37)에 의해 흡수되어 여과되는 것이다.

이 발명은 위 과정이 반복되는 동안 전체 엔진오일의 철분, 불순물, 미세불순물 및 수분이 거의 전량 제거되어 윤활 기능을 초기상태로 유지시켜 엔진오일이 폐유화 됨을 방지하는 것이고, 윤활기능의 최적화에 의해 기계장치의 가동이 정숙해 지는 것이다.

수명을 다한 여과재(20) 캔은 덮개(34)를 열고 여과기(10)에서 교체되며, 여과재(20) 교체시 전실(11)에 설치한 저석(40)을 세척하여 자석(40)에 수집된 철분을 제거하는 것이다.

상기와 같이 이 발명은 면섬유 여과체의 외조직여과체에 의한 불순물 제거와 내조직여과체에 의한 미세불순물 입자를 흡착하고 수분과 철분을 제거하므로써 공업용 오일의 초기 윤활성을 거의 그대로 보존하여 폐유의 방출을 방지하고 기계장치의 정숙성을 향상시킨 공업용 오일 여과장치를 제안하는 것이다.

Claims

펌프(1)와 파이프라인을 통하여 오일을 제1용기(2)로부터 제2용기(3)에 압송하는 오일 이송계(4)에 침전, 가열조(6)와 여과기(10)를 구비하는 것에 있어서, 오일여과기(10)는 오일의 유로를 따라 전실(11) 여과실(12) 및 수집실(13)로 구성하고, 전실(11)에 철분흡착용 자석(40)을 설치하고, 여과실(12)에 교체가능한 여과재(16)를 설치하며; 여과재(16)는 고흡수성수지(37)를 포함하고, 면섬유를 적층하여 주로 40㎛ 이상의 불순물을 여과하는 외조직여과체(70)를 조성함과 동시에 내강의 모세관 작용과 표리층(66, 67)의 관상망조직(70)을 통해 주로 0.1~40㎛의 미립자불순물을 흡인·포착·포지하여 여과하는 면섬유 내조직여과체(65)를 조성하며, 면섬유를 탈지하여 관상 망조직의 불순물 친화력 및 미립자 불순물의 포용력을 강화 하는것을 특징으로하는 공업용 오일여과장치.
제1항에 있어서, 오일이 이송계(4)에서 주입관(14)을 통해 전실(11)에 도입되어 여과실(12)내의 캔타입 여과재(20)를 거치면서 여과된후 투시창(13')으로 투시되는 수집실(13)에 모아져 주출관(17)을 통해 오일이송계(4)에 복귀되며, 투시창(11')으로 투시되는 상기 전실(11)과 투시창(13')으로 투시되는 수집실(13)은 캔 양단에 패킹(21,22)으로 접속되고, 상기 여과기(10) 상부에 지지체(30)를 연장하고 스크류(32,32')로 결합되는 덮개(34)를 설치하여 전실(11)을 캔위에 가압할 수 있게 구성한 것을 특징으로하는 공업용 오일 여과장치.